王仁德

（中铁十九局集团轨道交通工程有限公司，北京 100000）

城市轨道交通是我国城市化发展的重要组成部分，也是城市轨道交通建设的重要组成部分。隧道掘进机（TBM）具有快速、安全等特点，广泛应用于国内城市轨道交通运输工程。但是，当TBM 过站时，势必会对地铁站施工造成一定的影响。因此，为降低TBM 及相关设备对已建车站的冲击，应选用适当的模板支撑体系。此时，盘扣式脚手架在地铁车站高支模中可以发挥不可替代的作用。为此，有必要结合具体案例对其进行专项设计及施工工艺的要点进行分析。

1 工程概况介绍

苏州地铁七号线一期工程走向为由北向南，将相城区、工业园区及吴中区三个主要的城区连接起来，这条线路与现存的五条线路均可互相换乘，是苏州地方交通网的主干。该地铁线起于相城区的新通桥站，止于吴中区的湖东站，全线总长约58.5 km。该工程部分的招标范围为三座明挖车站及三个盾构区间，本标段线路全长约32.7 km。

尹中路南站为地下二层岛式车站。该站全长478.3 m，其中标准区宽度20.7 m，站台宽度12 m，为两层、两跨的钢架结构。在有效月台的中间段，底部的埋设深度大约为16.9 m。该车站为明挖顺层，部分盖挖顺层，顶部覆盖土层厚度为3.1 m，整个车站占地25 812.16 m2。

澄湖东路站是苏州轨道交通二号线24 个站点之一，同时也是未来11 号线的换乘站点。该站位于吴中区光福镇，为地下二层岛式车站，采用明挖顺作法进行施工。该站标准节断面的宽度为22.7 m，端头井断面的宽度为27.4 m，有效月台断面的宽度为14 m，有效月台中部断面的底部埋设深度为17.1 m。该站采取地下二层（换乘节点段三层）两柱三跨封闭框架结构进行施工。车站施工总长度为262.6 m。车站采用明挖顺作施工，车站基坑开挖分为三个阶段进行：第一阶段主要进行基坑支护和土方开挖；第二阶段主要进行主体结构施工；第三阶段主要进行车站附属结构的施工。在局部跨车站中还会在其上设置预制盖板，车站顶板的覆盖厚度为3.0 m。

枫津路站是该线第25 个站台，车站为地下二层岛式站台，站台长度为186.3 m。标准区断面宽度为30.2 m，端头井口断面宽度为32.55 m，底部埋设深度为19.9m。主楼采用二层、二柱、三跨封闭式框架，占地面积为14473.56m2。附属结构具体包含了3个出入口和2 个风亭。除了1 号外挂风亭组外，其他结构均为车站顶板顶出。1 号出入口的位置为枫津路站北侧地块，位于北侧地块内的金山路和枫津路交叉口位置，北侧金山路有枫津路小学、枫津路幼儿园等学校和居民区，南侧地块内有华冠汽车市场、中达物流中心等商业和居住区。2 号出入口位于东侧地块内，位于枫津路小学和枫津路幼儿园之间的道路上，东侧紧邻中达物流中心。3 号出入口位于西侧地块内，与2 号出入口垂直设置。

2 基于盘扣式脚手架在地铁车站高支模的专项设计

2.1 设计原则及方法概述

设计时应遵循安全可靠，经济合理，便于施工的原则。在满足设计要求的前提下，应尽可能降低工程造价。在高支模施工中，为使高支模的施工实现安全、快速、优质的基本要求，施工单位应对高支模的设计、施工应予以高度重视。结合设计经验，现就地铁车站高支模的设计要点总结如下。

模板支撑系统是保证模板支撑系统安全稳定运行的重要基础。主要包括脚手架和钢管支撑两部分。脚手架部分主要由立杆、水平杆、斜撑、剪刀撑及其他部件组成；钢管支撑部分由钢管和扣件组成，其中钢管应符合国家标准《钢管脚手架》（GB50233-2009）中的规定。因此，应当根据设计要求，以现行标准规范为依据。设计时应满足工程实际要求，且需方便施工。为此，应当坚持技术先进合理，安全可靠，满足承载力要求等基本点。设计要点中，应当注意与建筑结构或主体结构连接牢固；搭设合理，节点构造可靠；材料选用符合国家标准《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）中的规定。在施工过程中，要特别注意对模板支撑系统的检查和维护。应经常检查脚手架和钢管支撑体系是否有损坏、变形；扣件和螺栓是否松动；操作平台上的所有金属部件是否有腐蚀现象；架体上的安全防护设施是否齐全；附着支承、斜拉杆、剪刀撑等连接件是否齐全；钢丝绳是否松脱或损坏；架体上的各种钢管模板支撑体系的布置是否合理。

2.2 支架构造

应用“型钢门架+盘扣式手架”，所使用的门架均属于Q23 钢，包括125 b 工字钢、250 mm×250 mm 型钢两种，采用承插型盘扣式脚手架。这种模板支撑体系主要有以下优点：一是节点抗扭能力强，满足承载力要求；二是稳定可靠，不会因偶然荷载作用而变形；三是搭拆快捷，不受外界天气等自然环境因素的影响；四是节约用钢量，降低施工成本；五是使用寿命长，可以重复使用多次。通过对设计的持续优化，在上述车站的实际建设过程中，综合考量各种因素，采用“型钢门架+盘扣式脚手架”模板支撑体系。

在实际施工中，要注意每个钢架之间的间隔是0.75 m。在车站横梁及中柱的两侧，分别设置两个密排钢架，密排钢架之间的间隔是0.375 m。125 b 工字钢斜撑的使用，不仅有利于提高钢门架整体稳定性，而且极大地减少受力节点剪力与弯矩。H 形立柱上，应用H250×250 立柱作为中板载荷的承重构件，工字钢斜撑的应用，有利于提升其抗弯折性能，传统的施工结构中，门架、混凝土因材质不同，常出现裂缝。因此为避免出现倾覆的情况，在横向支撑地面上有必要增加一个纵向水平的钢管。此钢管长度为3.5 m，间隔为75 cm。在搭接时，应注意搭接长度不应比门架的间距小。

承插型盘扣式立杆前后距离设置为900 mm，左右距离设置为1 200 mm，根据中板梁支架，具备按照600 mm 设置。水平横杆的步距为1.0 m，顶部横杆的步距为0.5 m，当立杆的自由端大于650 mm 时，对其进行加强型调节。新增的横向水平杆是在原有水平杆件的基础上增加了一个横杆，其步距（高）为750 mm，应用Φ48 mm×3.5 mm 钢管搭建。其中，使用扣件连接钢管，纵向水平杆采用承插型盘扣式扣件连接，设置1.0 m 高度，位于杆件的最下面，要求水平杆离地小于等于55 cm。

2.3 连接方式

按照型钢门架结构特点不同，可包括7 个单元。采用螺栓或焊接方式连接节点，3～6 单元采用M22螺栓，余下的1 单元、2 单元采用焊接方式施工。采用螺栓方式焊接的连接的位置，型钢间应增设直径为24 mm 连接板。采用焊接的位置，须达到焊接质量标准，型钢间须使用全角焊缝满焊，焊接高度要求达到8 mm 以上，型钢、支撑架间的焊缝高达要求达到6 mm 以上。

2.4 结构计算

应用有限元分析软件midasGen2019 版计算结构，按照工程设计图纸要求，构建有限元模型，对其截面强度、结构进行分析检验。从本项目的具体情况出发，对影响在支架上的载荷进行了分析：①脚手架载荷+顶板混凝土载荷取26 kN/m；②选择11 kN/m 的中板恒荷载；③以5 kN/m 为中心板活荷载；④将18 kN 用于中间纵梁上的两个中心的恒定载荷；⑤以2 kN 为活载荷。从以上结果可以看出，在基础组合的情况下，立柱底部的最大垂直反作用力达到209 kN，对角线支撑的最大垂直反作用力达到192 kN，钢梁末端最大垂直作用力达到37 kN，在各项合力的作用下，结构组合应力须达到相关设计强度要求，不能存在过应力结构。结构节点垂直点最大位移量-12 mm，略小，对比发现，方案绕跨比1/288。

3 基于盘扣式脚手架在地铁车站高支模的施工工艺

3.1 预埋连接钢板

仰拱侧墙实际浇筑过程中，采用混凝土浇筑的缘故，需对两边墙体连接处钢筋、钢板进行焊接。为此，在施工前应利用全站仪对连接钢板的埋设位置进行测量，随后预埋。需要注意的是，靠近侧墙位置的预埋钢板应紧挨模板，仰拱预埋钢板表面处于水平位，保持与混凝土表面一致。待混凝土完成浇筑后，需对埋设于钢板上残留混凝土进行清理，防止因此而生锈。

3.2 H 型钢柱搭设

采用16 t 吊机进行H 型钢柱竖向吊装。在实际的吊装过程中，必须保证竖向立柱、仰拱预埋部件之间的精准对接。在竖向吊装前，先用全站仪重新测量仰拱预埋板的标高，如发现标高不够，可以在柱脚和仰拱的连接板之间加一块钢板，随后用满焊接的方法来连接。如果标高太高，就需要对柱子做相应的裁剪，以减小立柱的高度。同时，在此过程中也要考虑到预留的沉降量。另外，在立柱安装时还要考虑型钢门架的顶部标高、设计标高、立柱截面尺寸与混凝土柱截面尺寸之间的偏差。在立柱安装完成后，首先要确保其垂直度达到设计和规范要求。根据《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50303-2015）第8.5.1 条规定：“柱垂直度偏差应符合下列规定：（一）H/10 m 以上柱垂直度偏差应不大于1%；在H/10 m 以下柱垂直度偏差应不大于1%。”因此，当柱高H 大于或等于10 m 时，柱轴线垂直度允许偏差等于H 除以1 000，当柱高低于10 m，偏差不得超过25 mm。

3.3 工字钢桁架安装

作业平台架设好以后，方可进行工字钢桁搭设。采用水准仪对出型钢架顶面标高，同时放线，而后依据放线情况，搭设工字钢桁。在工字钢桁各个单元支撑安装过程中，严格控制轴线位移，切勿出现碰撞，对于紧挨地面的结构，接触面需达到70%，在整个施工的过程中，对构件之间的连接要出现碰撞的情况发生，同时，要谨防相应的构件发生位移。在该工字钢桁架的使用过程中，一旦结构部件在焊接过程中，因为误差而出现连接失误，应使用板料进行焊接。

3.4 盘扣式脚手架搭设

盘扣式脚手架的搭设包括支架寄出与支撑搭设两个方面。支架基础一般为水泥混凝土，底座大多是平坦的，没有垫片，可直接使用底部支撑；一旦局部空洞需要垫板时，在条件允许的情况下，可先采用方木、木楔等结构垫平、压实。根据传统的施工要求，以200 mm×50 mm 木板为宜。支撑搭设方面，选择从中间到两边方式进行搭设，按顺序依次安装，中下部安装时应搭设拉杆，上部需搭设可调式顶托。

对于可调节的底座而言，上托螺杆的伸长不大于200 mm，插进直杆的长度不少于150 mm。可调托座从顶部横梁伸出的高度不应大于650 mm，螺杆露出的高度不应大于400 mm，可调托座与竖梁的高度不应小于150 mm。

连续竖向剪刀撑的布置形式分为两种，一种是在支架的外侧周边及内部布置，另一种是在支架的扫地杆、竖向剪刀撑顶部交点平面上布置。剪刀撑杆件底部顶禁地面，宽度不得低于3～5 m，与相关支架夹角不得少于45°～60°。

4 结束语

型钢门架不仅具有节点少、结构简单的特点，而且方便加工，安装效率高，更为重要的是型钢门架占地面积少，对地基要求低，具有很强的适应性。文章以苏州地铁七号线一期工程为例，分析盘扣式脚手架在地铁车站高支模建设中的具体应用。通过对上述案例的详细分析，理清了盘扣式脚手架的专项设计与施工工艺要点。盘扣式脚手架的应用，既保证了施工的连续性，又避免了窝工现象的发生。不仅有助于确保施工的持续性，而且防止窝工，有效缓解工期紧张压力，极大地提高经济效益，对类似工程施工起到较好的参考价值。